Blog de Paul Jorion

Billet invité.

PLAIDOYER POUR L’ENERGIE HOULOMOTRICE

A l’heure à laquelle les leaders du monde nous chantent les louanges d’une relance verte salvatrice, nous tirant à la fois de la crise économique et financière mondiale et repoussant à un chouilla plus tard le spectre d’un bouleversement climatique global, l’histoire du développement de l’énergie renouvelable marine est une belle illustration de l’ambigüité de la situation dans laquelle nous nous trouvons. Vue dans la perspective d’un jeune ingénieur débutant dans ce secteur lui-même à peine bourgeonnant, elle est absurde.

Les vagues : une source d’énergie encore méconnue

Tout d’abord parce que l’énergie issue de la récupération de l’énergie des vagues est toujours à l’heure actuelle très rarement mentionnée sur la liste des énergies renouvelables aux cotés du photovoltaïque, de l’éolien, géothermal, etc. Pourtant, sa densité énergétique est bien plus élevées que celle de ses consœurs. Ainsi, on estime que la ressource globale en énergie provenant des vagues (2TW) est du même ordre que la consommation mondiale en électricité, et qu’on pourrait à l’heure actuelle en récupérer 15-25%. De manière plus particulière, l’Europe Occidentale (UK, France, Espagne, Portugal) bénéficient de ressources gigantesques (en moyenne 50kWh d’énergie disponible par mètre de largeur de vague, la consommation moyenne d’un foyer français de 4 personnes étant de 7 à 11 kWh/jour). À titre d’exemple, la quantité journalière d’énergie transportée par les vagues sur la côte des îles Britanniques correspond à la consommation de Royaume-Uni, ou bien à l’énergie du tsunami qui a frappé les iles de l’océan Indien en Décembre 2004.

Outre son abondance, l’énergie contenue dans les vagues offre bien d’autres avantages. Je rappellerai tout d’abord que son origine est la radiation solaire, qui génère les courants atmosphériques et dont une conséquence est le vent. Lorsque ce dernier souffle sur la surface des océans, il crée de petites perturbations qui se propagent et se développent sur des centaines de km2. Elles donnent naissance à ce que l’on appelle des trains de houle qui parcourent des milliers de km en perdant très peu de leur énergie, et qui viennent achever leur parcours dans le fracas des déferlantes qui attisent le rêve de tout surfeur. Pour ceux qui comme moi sont impressionnés par la violence du déferlement d’une vague, sachez que ce phénomène ne dissipe qu’une fraction de l’énergie qu’elle contient : elle avait préalablement perdu beaucoup de sa puissance par friction en entrant dans des eaux peu profondes. Pour l’ingénieur, cette nature ondulatoire est synonyme de très bonne qualité, et le caractère irrégulier de la houle océanique est contrecarré par sa grande prévisibilité. Il est en effet bien plus facile de faire de prédictions concernant la hauteur des vagues et leur période sur un site donné que concernant la vitesse et la direction du vent au même endroit.

L’énergie des vagues présente aussi l’avantage d’avoir un impact visuel quasi inexistant, contrairement à l’énergie éolienne. En effet, son utilisation à grande échelle consisterait au regroupement d’une multitude de modules individuels (d’une puissance de l’ordre du MW) dans ce que l’on appelle une « ferme », installée dans des profondeurs de 30 à 50m, qui seraient ainsi invisibles depuis le rivage. De plus, leur présence atténuerait l’énergie de la houle arrivant sur la côte, ce qui constitue un grand avantage pour des zones frappées par une importante érosion côtière.

Bien que des études doivent encore être réalisées, il semblerait que la désinstallation de telles machines pourrait se faire en les coulant prudemment au fond, pour ainsi créer des récifs artificiels si besoin est.

Un développement en dent-de-scie

Pour de telles raisons, il n est pas étonnant que l’idée d’utiliser l’énergie des vagues ait depuis longtemps occupé les esprits des ingénieurs, si bien que le premier brevet pour un Système de Récupération de l‘Energie des Vagues fut déposé en 1799. Néanmoins les premières applications viables de cette technologie ne débouchèrent que dans les années 1960 quand la Marine Japonaises construisit une bouée de signalisation dont la lampe était alimentée par l’énergie des vagues. Mais c’est en 1974, à la suite du premier choc pétrolier, que la recherche sur la conversion de l’énergie des vagues s’est vraiment intensifiée, suite à la publication dans le journal Nature d’un article de Dr Stephen Salter de l’université d’Edinburgh. Ce dernier continue encore à ce jour de contribuer à la recherche, notamment en perfectionnant son propre concept du « Salter Duck ».

Cependant, les énormes progrès réalisés dans les années 70 (notamment au Royaume-Uni) dans la connaissance des interactions houle/structure n’ont pas abouti au décollage de l’énergie houlomotrice. Au-delà de simples barrières technologiques, ceci peut être mis en corrélation avec la volonté du gouvernement britannique de concentrer ses subventions uniquement au profit des systèmes de production d’énergie « lourds » (2GW), typiquement des centrales nucléaires ou alimentées au charbon. Cette décision fut prise à l’époque contre l’avis de beaucoup de scientifiques qui pensaient que l’avenir résidait dans la génération d’électricité par des petites unités d’une capacité de quelques mégawatts organisées en réseau. Il semble que l’expérience leur a donné raison. Cette panne sèche en aides publiques mit virtuellement fin au développement de la R&D. Mais le déploiement à la fin des années 90 de plusieurs prototype à grande échelle raccordés à des réseaux électriques nationaux a entrainé la résurgence de l’intérêt pour cette technologie, qui est considérée à ce jour au stade auquel l’industrie éolienne offshore se trouvait il y à 15 ans.

L’Europe, sous l’impulsion britannique et scandinave, a un grand rôle à jouer dans ce domaine. La ressource en énergie marine est, on l’a vu, très abondante, et ainsi une grande majorité des concepts développés actuellement viennent d’Angleterre ou d’Ecosse. La France vient à peine de s’y mettre, malgré le fait que nous avons l’un des meilleurs spécialistes dans le domaine : Dr. Alain Clément de l’Ecole Centrale de Nantes, dont le projet SEAREV commence enfin à susciter l’attention de nos chers élus. Le Portugal offre lui un excellent tarif de rachat pour l’énergie houlomotrice, ce qui est déterminant pour le développement d’une telle technologie. Ce fut de même pour l’énergie solaire et éolienne. En effet, de telles innovations nécessitent l’apport de fonds publics dans leur premières phases de développement (au-delà même de la phase de prototype), pour accélérer ces dernières.

Des barrières technologiques subsistent…

Après avoir souligné les enjeux de l’énergie des vagues, la présenter comme la panacée serait pourtant malhonnête de ma part, et il est important de considérer les obstacles à son adoption à grande échelle.
En effet, le secteur est au stade où il existe un probablement trop grand nombre de concepts différents (plus de 50 pour l’énergie des vagues, une trentaine pour l’énergie hydrolienne), ce qui révèle l’immaturité de la technologie. Il est ainsi critique de tester en mer des prototypes à échelle réelle, pour en analyser les performances. Les progrès de la simulation numérique ont été très importants ces dernières années mais ne sont pas encore suffisants pour attester complètement de la complexité de l’environnement marin. L’industrie pétrolière offshore a en grande partie pu s’affranchir des contraintes de dimensionnement liées aux efforts considérables engendrés par la houle en construisant des structures énormes, à grand renfort de pétrodollars. Mais le fait de vouloir capter cette énergie si destructrice de manière optimale force les développeurs à constamment marcher sur la corde raide quand il s’agit de contrebalancer les coûts de fabrication (qui augmentent avec l’énergie disponible) avec les recettes futures. Il est ainsi été toujours très difficile pour ses développeurs de lever les capitaux nécessaires à la construction et l’installation de prototype.

C’est là que j’ai du mal à comprendre comment notre société pense développer des énergies alternatives, alors qu’elle abandonne majoritairement l’activité de recherche aux intérêts privés, conditionnés par la l’exigence de rentabilité immédiate et qui ont encore beaucoup d’argent à faire dans les énergies fossiles, Je parlais hier avec mon collègue responsable de l’aspect implantation économique de notre technologie, et j’apprenais avec stupeur que nos investisseurs espéraient que nous produisions un système rentable dès la première année. Or mes calculs et ceux, je le pense, de la totalité des ingénieurs du secteur montre clairement que notre « produit » ne pourra jamais répondre à leur demande. Premièrement, il nous est impossible de quantifier les rendements d’échelles réalisables (plus on fabrique, moins c’est cher !), si bien qu’il est probable que le coût de fabrication et de déploiement en mer de notre prototype soit largement supérieur au coût marginal d’un appareil installé au sein d’une ferme offshore. D’autre part, l’industrie des énergies marines est en concurrence directe avec la demande en matériel et services du secteur pétrolier offshore. Ainsi, je ne suis pas un spécialiste, mais je suis certain que les coûts élevées facturés pour avoir accès à tout service jusqu’alors réservé à l’Oil & Gas sont une conséquence malsaine de l’incroyable rentabilité de ce mammouth, et sont d’autant plus désavantageux pour ses challengers « verts ». Les coûts de déploiement en mer (remorquage, installation, amarrage) d’un prototype grimpent ainsi jusqu’à 30% du coût total.

Je pense aussi parler au nom des entreprises concurrentes à la mienne quand j’affirme que cette désynchronisation perpétuelle entre les intérêts et illusions des investisseurs et les contraintes technologiques bien reconnus par les ingénieurs sont non-constructives, voire destructrices. Ainsi, les discussions qui ont lieu lors des réunions du Board Of Directors sont souvent basées sur des estimations très optimistes de la part des ingénieurs, ces derniers étant forcés de laisser temporairement leur bon sens de côté car un constat réaliste ferait fuir ceux qui leur versent leurs salaires.

La différence dans la méthodologie de développement est ainsi flagrante lorsque l’on compare des projets d’initiative gouvernementale (le Wave Energy Centre européen par exemple) à des projets privés. Plus longs dans leur durée, ils sont néanmoins beaucoup plus rigoureux et multiplient les tests expérimentaux à différentes échelles. De plus, la publication de leurs résultats contribue grandement à la progression de la technologie, et a le mérite d’être honnête. Je vois dans les demi-vérités et les effets d’annonce perpétuels de la part des développeurs privés (j’en fais partie) une menace pour l’industrie toute entière, qui se retrouve décrédibilisée à chaque fois qu’un projet ne répond pas aux attentes démesurées des clients, qui ont eux mêmes été victimes d’intox : rien ne sert de courir, il faut partir à point.

L’importance des enjeux nécessite une autre vision économique

Il est impératif que notre société puise l’énergie nécessaire à son développement de sources renouvelables. Par son extrême abondance, l’énergie marine est à mes yeux le géant tapis dans l’ombre. Bien sûr, il reste encore beaucoup d’efforts à consentir de la part des ingénieurs pour rendre des projets de grande ampleur « économiquement » viables. Mais il est inquiétant de constater que la Loi implacable du Marché puisse freiner à ce point le développement d’alternatives aux énergies fossiles si prometteuses. Nombre de concepts verront leur développement cafouillé, je dirais même à la limite bâclé, car entraînés par leurs investisseurs dans un 100m perdu d’avance, alors que la recherche scientifique est une course de fond. Le fait que des décisions aussi invraisemblables que l’application commerciale des biocarburants de première génération (nos voitures roulent a l’eau, aux pesticides, et toujours un peu au pétrole) soient prises par nos représentants sous la pression de lobbys malhonnêtes renforcent mon pessimisme.

« To think outside the box », sortir des sentiers battus, est ce que notre boss nous exhorte de faire. J’aimerais beaucoup que nos chers décideurs s’essaient parfois eux aussi à cette formule ! Vivre dans une société qui s’accroche au paradigme du Marché lorsqu’elle entraîne dans sa chute la biodiversité terrestre, qui elle obéit aux seules lois universelles, celles de l’écologie, peut être déprimant. C’est pourquoi je suis convaincu que les Etats devraient se donner des objectifs de développement communs (comme le Millenium Project des Nations-Unies) qu’une Constitution pour l’Economie aiderait à atteindre. Je pense alors que certains marchés que je considère « fondamentaux » (« bonne » recherche pharmaceutique, énergies renouvelables, distribution de l’eau, matières premières agricoles) sont en bien meilleure santé quand leur « efficacité » n’est pas seulement quantifiée par l’économiste. Remarquons au passage que le coût des externalités de beaucoup d’activités économiques continue de rester sous-évalué, sans quoi la belle machine qu’est devenue l’économie mondiale s’enraierait sérieusement.

Les décideurs se cachent derrière cette science dont ils utilisent les résultats comme des écritures Saintes depuis trop longtemps. On ne cesse de nous sermonner sur l’efficience des (pseudo) marchés libres, de la meilleure efficacité du privé par rapport au public, des bénéfices de la propriété intellectuelle. Et moi qui pensais que la science ne progressait que par la remise en cause permanente des axiomes qui la fondent !
Le pire dans tout ça, c’est que l’engouement pour la réforme « verte » risque de tomber a l’eau si par malheur les analyses du GIEC devaient ne pas refléter les promesses factices du journal de 20H…

Le mot « carbone » est sur toutes les bouches aujourd’hui, et chacun est au fait des projections catastrophiques des scientifiques bossant sur le « machin » qu’on appelle Réchauffement Climatique. Par contre, la notion d’empreinte écologique est beaucoup moins familière, alors qu’elle devrait être selon moi le fondement d’un consensus global pour la réforme de l’économie planétaire. Ce principe fondateur ne serait lui pas mis en péril par d’éventuelles variables cachées qui émergeraient d’un raffinement de notre compréhension du système si complexe qu’est le climat. Il est cependant plus simple pour les dirigeants que notre prise de conscience collective soit sans cesse renforcée par des phénomènes motivateurs comme la météo quotidienne, plutôt qu’elle ne soit basée sur une analyse objective de la relation parasitique qu’entretient notre espèce avec celles qui l’entourent. Pensent-ils peut-être que nous sommes trop stupides pour nous en rendre compte ?